【正文】 長波長的紅外輻射大部分則傳到了外空。將太陽能作為一種能源和動力加以利用，只有300多年的歷史。德這些動力裝置幾乎全部采用聚光方式采集陽光，發(fā)動機功率 不大，工質(zhì)主要是水蒸汽，價格昂貴，實用價值不大，大部分為太陽能愛好者個人研究制造。 　　第二階段（19201945） 　　在這20多年中，太陽能研究工作處于低潮，參加研究工作的人數(shù)和研究項目大為減少，其原因與礦物燃料的大量開發(fā)利用和發(fā)生第二次世界大戰(zhàn)（19351945）有關(guān)，而太陽能又不能解決當(dāng)時對能源的急需，因此使太陽能研究工作逐漸受到冷落。1960年，在美國佛羅里達建成世界上第一套用平板集熱器供熱的氨水吸收式空調(diào)系統(tǒng)，制冷能力為5冷噸。太陽能吸收式空調(diào)的研究取得進展，建成一批實驗性太陽房。其結(jié)果是使那些依靠從中東地區(qū)大量進口廉價石油的國家，在經(jīng)濟上遭到沉重打擊。1973年，美國制定了政府級陽光發(fā)電計劃，太陽能研究經(jīng)費大幅度增長，并且成立太陽能開發(fā)銀行，促進太陽能產(chǎn)品的商業(yè)化。一些有遠(yuǎn)見的科技人員，紛紛投身太陽能事業(yè)，積極向政府有關(guān)部門提建議，出書辦刊，介紹國際上太陽能利用動態(tài)；在農(nóng)村推廣應(yīng)用太陽灶 ，在城市研制開發(fā)太陽熱水器，空間用的太陽電池開始在地面應(yīng)用……。當(dāng)時，我國也興起了開發(fā)利用太陽能的熱潮。 　　研究領(lǐng)域不斷擴大，研究工作日益深入，取得一批較大成果，如CPC、真空集熱管、非晶硅太陽電池、 光解水制氫、太陽能熱發(fā)電等。 　　太陽熱水器、太陽電他等產(chǎn)品開始實現(xiàn)商業(yè)化，太陽能產(chǎn)業(yè)初步建立，但規(guī)模較小，經(jīng)濟效益尚不理想。 受80年代國際上太陽能低落的影響，我國太陽能研究工作也受到一定程度的削弱，有人甚至提出：太陽能利用投資大、效果差、貯能難、占地廣，認(rèn)為太陽能是未來能源，主張外國研究成功后我國引進技術(shù)。這次會議之后，世界各國加強了清潔能源技術(shù)的開發(fā)，將利用太陽能與環(huán)境保護結(jié)合在 一起，使太陽能利用工作走出低谷，逐漸得到加強。 1996年，聯(lián)合國在津巴布韋召開“世界太陽能高峰會議”，會后發(fā)表了《哈拉雷太陽能與持續(xù)發(fā)展宣言 》，會上討論了《世界太陽能10年行動計劃》（1996 2005），《國際太陽能公約》，《世界太陽能戰(zhàn)略規(guī)劃》等重要文件。太陽能利用的發(fā)展歷程與煤、石油、核能完全不同，人們對其認(rèn)識差別大，反復(fù)多，發(fā)展時間長。太陽能采集　　太陽輻射的能流密度低，在利用太陽能時為了獲得足夠的能量，或者為了提高溫度，必須采用一定的技術(shù)和裝置（集熱器），對太陽能進行采集。平板集熱器是在17世紀(jì)后期發(fā)明的，但直至1960年以后才真正進行深入研究和規(guī)?；瘧?yīng)用。銅翅和銅管的結(jié)合，國外一般采用高頻焊，國內(nèi)以往采用介質(zhì)焊，199S年我國也開發(fā)成功全銅高頻焊集熱器。將若干支真空集熱管組裝在一起，即構(gòu)成真空管集熱器，為了增加太陽光的采集量，有的在真空集熱管的背部還加裝了反光板。我國自1978年從美國引進全玻璃真空集熱管的樣管以來，經(jīng)20多年的努力，我國已經(jīng)建立了擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的現(xiàn)代化全玻璃真空集熱管的產(chǎn)業(yè)，用于生產(chǎn)集熱管的磁控濺射鍍膜機在百臺以上，產(chǎn)品質(zhì)量達世 界先進水平，產(chǎn)量雄居世界首位。按照聚光原理區(qū)分，聚光集熱器基本可分為反射聚光和折射聚光兩大類，每一類中按照聚光器的不同又可分為若干種。這兩種聚光集熱 器在本世紀(jì)初就有應(yīng)用，幾十年來進行了許多改進，如提高反射面加工精度，研制高反射材料，開發(fā)高可靠性 跟蹤機構(gòu)等，現(xiàn)在這兩種拋物面鏡聚光集熱器完全能滿足各種中、高溫太陽能利用的要求，但由于造價高，限制了它們的廣泛應(yīng)用。但幾十年過去了，CPC仍只是在少數(shù)示范工程中得到應(yīng)用，并沒有象平板集 熱器和真空管集熱器那樣大量使用。此外，還有一種應(yīng)用在塔式太陽能發(fā)電站的聚光鏡定日鏡。顯然，玻璃透鏡比較重，制造工藝復(fù)雜，造價高，很難做得很大。 　　我國從70年代直至90年代，對用于太陽能裝置的菲涅耳透鏡開展了研制。一種是光導(dǎo)纖維聚光器，它由光導(dǎo)纖維透鏡和與之相連的光導(dǎo)纖維組成，陽光通過光纖透鏡聚焦后由光纖傳至使 用處。太陽能轉(zhuǎn)換　　太陽能是一種輻射能，具有即時性，必須即時轉(zhuǎn)換成其它形式能量才能利用和貯存。選擇性吸收面具有高的太陽吸收比和低的發(fā)射比，吸收太陽輻射的性能好，且輻射熱損失小，是比較理想的太陽能吸收面。 　　太陽能電能轉(zhuǎn)換 　　電能是一種高品位能量，利用、傳輸和分配都比較方便。在70年代以前，由于太陽電池效率低，售價昂貴，主要應(yīng)用在空間。目前，我國太陽電他的實驗室效率最高水平為：單晶硅電池20．4％（2cm2cm），多晶硅電池14．5％（2cm2cm）、12％（10cm10cm），GaAs電池 20．1％（lcmcm），GaAs／Ge電池19．5％（AM0），CulnSe電池9％（lcm1cm），多晶硅薄膜電池13．6％ （lcm1cm，非活性硅襯底），非晶硅電池8．6％（10cm10cm）、7．9％（20cm20cm）、6．2％（30cm30cm）， 二氧化鈦納米有機電池10％（1cm1cm）。所以，只有當(dāng)太陽能發(fā)電的成本大幅度下降后，才能實現(xiàn)大規(guī)模電解水制氫。 　　太陽能熱化學(xué)循環(huán)制氫。 　　太陽能光化學(xué)分解水制氫。1972年，日本本多健一等人利用n型二氧化鈦半導(dǎo)體電極作陽極，而以鉑黑作陰極，制成太陽能光電化學(xué)電池，在太陽光照射下，陰極產(chǎn)生氫氣，陽極產(chǎn)生氧氣，兩電極用導(dǎo)線連接便有電流通過，即光電化學(xué)電池在太陽光的照射下同時實現(xiàn)了分解水制氫、制氧和獲得電能。從1972年以來，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)三聯(lián)毗啶釘絡(luò)合物的激發(fā)態(tài)具有電子轉(zhuǎn)移能力，并從絡(luò)合催化電荷轉(zhuǎn)移反應(yīng)，提出利用這一過程進行光解水制氫。40多年前發(fā)現(xiàn)綠藻在無氧條件下，經(jīng)太陽光照射可以放出氫氣；十多年前又發(fā)現(xiàn)，蘭綠藻等許多藻類在無氧環(huán)境中適應(yīng)一段時間，在一定條件下都有光合放氫作用。光合作用是地球上最大規(guī)模轉(zhuǎn)換太陽能的過程，現(xiàn)代人類所用燃料是遠(yuǎn)古和當(dāng)今光合作用固定的太陽能，目前，光合作用機理尚不完全清楚，能量轉(zhuǎn)換效率一般只有百分之幾，今后對其機理的研究具有重大的理論意義和實際意義。通常，太陽能轉(zhuǎn)換為機械能，需要通過中間過程進行間接轉(zhuǎn)換。太陽能不能直接貯存，必須轉(zhuǎn)換成其它形式能量才能貯存。利用材料的顯熱貯能是最簡單的貯能方法。 　　潛熱貯存。太陽能中溫貯存溫度一般在100℃以上、500℃以下，通常在300℃左右。 　　化學(xué)貯熱。所以，對化學(xué)反應(yīng)貯存熱能尚需進行深入研究，一時難以實用。塑晶學(xué)名為新戊二醇（NPG），它和液晶相似，有晶體的三維周期性，但力學(xué)性質(zhì)象塑料。我國對塑晶也開展了一些實驗研究，但尚未實際應(yīng)用。60年代以后，許多國家對太陽池開展了研究，以色列還建成三座太陽池發(fā)電站。鉛酸蓄電池價格較低，但使用壽命短，重量大，需要經(jīng)常維護。 現(xiàn)有的蓄電池貯能密度較低，難以滿足大容量、長時間貯存電能的要求。 　　氫能貯存 　　氫可以大量、長時間貯存。將氫氣轉(zhuǎn)化為液氫需要進行氫的純化和壓縮，正氫仲氫轉(zhuǎn)化，最后進行液化。金屬氫化物貯氫技術(shù)研究已有30余年歷史，取得了不少成果，但仍有許多課題有待研究解決。早在50年代有人提出利用高速旋轉(zhuǎn)的飛輪貯能設(shè)想，但一直沒有突破性進展。 將太陽能轉(zhuǎn)換為熱能，通過熱管可將太陽能傳輸?shù)绞覂?nèi)；將太陽能轉(zhuǎn)換為氫能或其它載能化學(xué)材料，通過車輛或管道等可輸送到用能地點；空間電站將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，通過微波或激光將電能傳輸?shù)降孛?。我國?3億人口，3．5億個家庭，若每日每戶供應(yīng)60176。我國從事太陽能熱水器生產(chǎn)、銷售和安裝服務(wù)的企業(yè)有1000多家，熱水器保有量4000多萬平方米，太陽能熱水器產(chǎn)銷量和安裝面積居世界第一。今后我國政府、行業(yè)協(xié)會和相關(guān)企業(yè)，在太陽能熱水器產(chǎn)業(yè)方面應(yīng)關(guān)注的重點是：（l）進一步規(guī)范市場，力保零投訴，確保行業(yè)持續(xù)健康發(fā)展；（2）政府加大支持力度，企業(yè)加強技術(shù)創(chuàng)新，提高行業(yè)整體裝備水平，培育一批具有國際竟?fàn)幜Φ钠髽I(yè)；（3）加快太陽能與建筑一體化研究和示范工作，力爭盡早突破；（4）加強國際交流合作，積極引進國外資金和先進技術(shù)、擴大出日，共同推進我國太陽能熱水器產(chǎn)業(yè)發(fā)展：（5）大力搞好宣傳。根據(jù)集熱方式不同，又分高溫發(fā)電和低溫發(fā)電。 　　20世紀(jì)50年代，太陽能利用領(lǐng)域出現(xiàn)了兩項重大技術(shù)突破：一是1954年美國貝爾實驗室研制出6％的實用型單晶硅電池；二是1955年以色列Tabor提出選擇性吸收表面概念和理論并研制成功選擇性太陽吸收涂層。1992年，美國政府頒布了新的光伏發(fā)電計劃，制定了宏偉的發(fā)展目標(biāo)。開發(fā)利用太陽能和可再生能源成為國際社會的一大主題和共同行動，成為各國制訂可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要內(nèi)容?！　〉谌剑褐谱鞣措姌O 電池需要正電極，當(dāng)然也需要反電極。如圖六所示，在二氧化鈦膜表面上滴加一到兩滴電解質(zhì)即可。　　第六步：電池的測試 在室外太陽光下，,短路電流1mA/cm2的太陽能電池